黄河晋陕峡谷全新世古洪水事件及其与季风气候变化关系研究

Holocene palaeoflood events will be investigated in the Jin-shaan Gorges along the middle reaches of the Yellow River. Multi- disciplinary methods of fluvial geomorphology, sedimentology and hydrology will be integratively applied in this study. Sedimentary records of the Holocene flood events and their peak stages will be identified based on field observation, measurement, sediment sampling and laboratory analysis. These flood events will be dated by using OSL dating, 14C dating and archaeological and historical dating methods. The peak stages and discharges of these palaeofloods will be reconstructed by using palaeoflood hydrological models. The flood data series will be extended to a 10,000-year time-scale in the middle reaches of the Yellow River. The relations of flood discharge-occurrence frequency within a timescale of 10,000 years will be established by using the composed data series of the palaeofloods, historical floods and modern floods recorded in hydrological gauge stations. These results are very useful in utilizing water resources and water energy and mitigating of flood disasters along the Yellow River. They are of great importance in revealing the relations between extraordinary flood events and monsoonal climatic change, and in understanding the responses of hydrological system to global change in the middle reaches of the Yellow River at a long time-scale.

拟对黄河中游晋陕峡谷进行全新世古洪水事件的调查研究。采用河流地貌学、沉积学和水文学多学科交叉的方法，通过野外考察观测、采样和实验分析，获得全新世时期古洪水事件及其洪峰水位的沉积学证据。结合多种新技术方法测年，确定这些洪水事件的发生年代。采用古洪水水文学方法和模型恢复其洪峰水位和洪峰流量，将黄河晋陕峡谷洪水水文数据序列延长到万年尺度。建立万年尺度洪水流量与频率关系。这对于黄河中游水资源水能源开发和防洪减灾等，具有重要的应用价值。同时，结合流域全新世季风气候变化规律的研究，深入揭示这些特大洪水事件发生的气候背景，以及黄河中游水文系统对于全球变化的响应规律，具有重要的科学意义。

通过野外考察观测，样品采集，测试分析、数据处理，模型模拟与综合论证，在黄河晋陕峡谷多个河段发现全新世特大洪水事件的沉积学记录。测年结果表明其主要发生在3200-3000a BP，1800-1600a BP期间。支流全新世特大洪水发生更为频繁，北洛河发生在7600–7400, 5800–5000 and 4200–4000 a BP。延河发生在9500-8500a BP。伊河龙门峡谷段发生在3100-3000a BP、1800-1700a BP、770-610a BP和420-340a BP。采用ArcGIS耦合HEC-Ras水文模型，结合黄河晋陕峡谷2012年大洪水洪痕水位高程，模拟计算验证分析，得出这些特大洪水事件的洪峰流量。黄河晋陕峡谷万年尺度最大洪水的洪峰流量在46000－52000m3/s，比之吴堡站实测最大洪峰流量(24000 m3/s,1976.8.2)和历史最大洪水洪峰流量（32000 m3/s，1842.7.22）都要大得多。黄河上游靖远-景泰段，万年尺度最大洪水洪峰流量在15000-18000m3/s。支流北洛河中游为13000-14000 m3/s，延河下游为13000-15800m3/s，伊河中游龙门峡谷为14000-15800m3/s。对黄河上游积石峡古堰塞湖和喇家遗址的研究，揭示出史前时期沟谷山洪与泥流过程伴随大地震毁灭齐家文化聚落的群发性灾难事件。这些重要数据为建立黄河流域万年尺度洪峰流量与频率关系、有效进行水资源水能源开发和防洪减灾，具有重要的应用价值。研究揭示这些特大洪水事件主要发生在全球性短尺度气候恶化阶段与气候突变转折阶段。在东亚季风区域，也正是气候格局发生重要变化或者突变转折的阶段。在这些阶段大气环流状态很不稳定，频繁变化，且多发生极端性变化。在这些气候恶化阶段，既有严重干旱，也有特大洪水事件发生。这就大大加深了我们对于全新世气候恶化问题的理解。也就是说，严重干旱和特大洪水事件，都是全新世气候恶化的表现。这对于深刻理解黄河中游气候水文系统对于全球变化的响应规律具有重要的科学意义。